东北地区城市韧性水平的空间差异与收敛性研究

张明斗 李维露

1（东北财经大学经济学院，大连 116025） 2（东北财经大学经济与社会发展研究院，大连 116025）

引 言

城市作为复杂的社会生态系统，自其形成以来便持续地遭受着外界因素的干扰和冲击，这些干扰和冲击不仅包括地震、旱涝、泥石流等自然灾害，也包括资源匮乏、环境污染等因素所造成的累积冲击型的人为灾害［1］。由于现代城市内在空间和人口分布越来越密集，社会组织和矛盾越来越复合，经济结构越来越多元，发展所面临的不确定性和未知风险空前复杂，且其潜在的影响和造成的灾难性后果也越发显著。城市如何在这些不确定性因素和风险的制约下实现可持续发展，最大程度地降低冲击对城市系统稳定运行产生的不利影响，增强城市系统应对冲击的抵抗力，成为世界各国普遍面临的城市发展难题。在这种背景下，城市韧性理念应运而生，城市韧性作为城市系统能够消化和吸收外界干扰，保持原有的主要特征和关键功能的能力，在城市面临重大灾害的冲击时，可以有效推动城市系统的自我抵御防线的形成，最大程度地降低外界灾害冲击对城市系统造成的破坏。近年来，城市韧性理念不仅受到理论界的广泛关注，而且越来越受到社会组织和城市政府部门的重视。2013年，美国洛克菲勒基金会启动 “全球100韧性城市”项目，浙江义乌、四川德阳、浙江海盐、湖北黄石4座城市成功入选；2016年10月，北京市开展了 《北京韧性城市规划纲要研究》工作，并于2017年12月8日通过专家评审和结题验收，对其他城市韧性建设工作的开展起到了很好的借鉴意义。

随着振兴战略的实施，东北地区经济有了一定程度的起色，城市经济实力有所增强；然而，成效的背后，城市经济活动高度集聚、空间非均衡问题频繁出现，再加上东北地区落后的体制机制影响，城市发展正面临着严重问题。另外东北地区各城市在资源禀赋、区位条件、交通状况、发展基础等方面存在着很大的差异，也严重削弱了城市韧性水平，为东北振兴战略的深度实施和区域协调发展带来不利影响。因此，明确东北地区城市韧性水平的空间差异，并研判其未来发展趋势，对增强东北地区城市韧性水平和解决城市发展难题具有积极影响，同时对我国经济社会整体空间差异的优化具有重要意义。

1 文献梳理与评价

关于城市韧性水平的研究，国内外学者展开了热烈的讨论。从现有研究来看，国外学者从经验分析、理论推演到指标体系的构建、测度模型再到实证分析，构建了一个初步的理论分析框架与研究体系雏形［3］。Godschalk （2003） 通过回顾城市减灾实践，重新定义了韧性城市的概念，认为韧性城市应该是可持续的物质系统和人类社区相结合的产物，而物质系统的规划应该通过人类社区的建设发挥作用［4］。 Campanella （2006） 通过评估分析美国新奥尔良市经历飓风之后的表现，发现城市受灾之后的恢复依赖于富有韧性的、足智多谋的民众集群［5］。与此同时，Bruneau和Reinhorn（2007）为代表的研究学者从工程的角度，认为社区的地震韧性可以通过基础设施机能随时间的变化曲线进行计算，从而构建系统的韧性机能曲线评价模型进行弹性的量化［6］。Cutter等 （2008）认为韧性机能曲线模型缺少对社会经济等因素的考虑，提出从社会、经济、制度、基础设施、生态和社区能力6个层面构建韧性评价指标体系［7］。类似的，Jabareen（2013）认为城市韧性水平可以进一步分解为经济韧性、社会韧性、基础设施韧性和制度韧性［8］。 Ireni（2013） 研究了城市恢复力政策中的缺陷，认为这种缺陷影响了受灾社区生活条件的改善，建议应该充分发挥政府在城市受灾恢复工作中的核心作用［9］。基于当时已有的研究成果，Franchin和Cavalieri（2014）提出城市基础设施弹性框架图，并阐述了其弹性的主要特征［10］。

近年来，我国城市问题日益严峻，城市自我修复和调节能力越来越弱。国内相关领域的学者开始关注城市韧性问题并对城市韧性概念、评价体系和评价方法等内容进行了大量的研究并取得丰富的成果。邵亦文和徐江 （2015）概述了城市韧性的理论起源和国外实践，分析了城市韧性理念的应用前景，在此基础上认为城市韧性是建立在传统规划理论上的指导现代城市可持续发展的全新路径［1］。 杨敏行等 （2016） 从区域、 城市和社区3个层级系统分析了韧性城市理论在区域与城市规划及防灾领域中的应用，并依据现有研究，探讨了城市灾害韧性研究的3个趋势［11］。与之不同的是，李亚和翟国方 （2017）以韧性基线模型为研究基础，将韧性概念引入城市灾害领域，并运用城市灾害韧性评价体系对我国城市灾害韧性进行评估，结果表明我国城市总体处于较低韧性的状态［12］。 孙阳等 （2017） 以长三角地区16个地级市为例，从城市社会生态系统的视角，构建城市韧性评价指标体系并进行实证分析，认为长三角地区城市韧性水平整体呈现出中等韧性状态，北翼城市韧性水平高于南翼城市，具有明显的空间分异特征［2］。李彤玥 （2017） 通过分析国内外韧性城市研究进展，认为未来韧性城市研究应该考虑社会公平问题，同时应将城市创新置于核心位置重新思考韧性理论［13］。 张明斗和冯晓青 （2018）对中国30个省市区地级及以上城市的韧性水平进行测算，实证分析了城市韧性的作用机理，发现我国城市韧性水平呈波浪式上升趋势，东部地区城市韧性水平明显高于其他地区，不同地区城市韧性的作用机理也有所不同［14］。

纵观上述已有研究，尽管研究视角和方法不同，但普遍认同城市韧性正在逐渐成为影响并制约现代城市可持续发展的重大科学问题。其研究成果主要集中在城市韧性概念演进、城市韧性评价方法以及韧性理念在城市规划中的应用等方面。另外，国外对城市韧性的研究倾向于定性分析，定量分析的研究偏少。虽然目前我国对城市韧性十分关注，并随着新型城镇化进程的推进日趋凸显，但是对城市韧性的研究仍处于摸索阶段，尚未形成系统、权威的理论框架。针对特定地区的城市韧性水平时空格局及成因的深入分析更是存在可待挖掘的空间，而认清这一问题对增强城市韧性水平、提升城市自身发展潜力和优化区域整体发展空间格局无疑具有重要意义。鉴于此，本文将选取东北地区34个地级及以上城市为研究对象，通过对其城市韧性水平的实证测算，明确其空间差异及空间收敛性状态，以期达到增强东北地区城市韧性、推动东北地区城市韧性协调发展的效果。

2 研究方法、指标体系构建与数据来源

2.1 研究方法

2.1.1 熵值法

根据王明涛（1999）［16］、 欧向军等（2008）［17］的研究，熵值法步骤如下：选取n个国家，m个指标，则xij为第i个国家的第j个指标的数值 （i＝1，2，…n；j＝1，2，…m）。

指标的标准化处理具体方法如下：

“收益型”指标：

“成本型”指标：

则为第i个国家的第j个指标的数值 （i＝1，2，…，n；j＝ 1，2，…，m）。 为了方便起见， 仍记x′ij＝xij。

计算第j项指标下第i个国家占该指标的比重：

2.1.2α收敛法

α收敛是指各国或地区的人均收入水平差距随着时间的推移而趋于减少，可以直观地表示总体收入在地区中分布格局的变化。如果对于任意t，都有αt+1＜αt，就存在α收敛，也就表明经济体的收入水平差距逐渐变小。类似的，α收敛法同样可以用于分析城市韧性水平的收敛。计算方程如下：

式中，α为变异系数，sj为城市韧性水平，为城市韧性水平的平均值。

2.1.3β收敛法

β收敛法是指初始人均收入水平低的地区比初始人均收入水平高的地区有着更高的人均收入增长率。与α收敛所不同的是，β收敛强调的是增长率上的收敛。基于新古典经济增长理论，本文所构建的收敛模型：

式中，yt-1表示前一年的城市韧性水平，yt表示后一年的城市韧性水平，a为常数项，b为收敛系数，εt表示随机误差项。若b＜0，意味着存在β收敛，且b绝对值越大，收敛性越强。

2.2 指标体系构建

基于城市韧性的已有研究［12，14，18］， 综合数据样本选择的代表性、完备性以及可获得性原则。将城市韧性分解为城市经济韧性、城市社会韧性、城市生态环境韧性和城市基础设施韧性4个维度，同时设计了包含目标层、维度层和指标层3个层次的韧性水平评价体系，如表1所示。

2.3 数据来源

本文中的东北地区是狭义上的东北地区，包括辽宁省、吉林省和黑龙江省。选取东北地区34个地级及以上城市为研究对象，对其韧性水平进行综合测评，以明确其空间差异和空间收敛性。本文所使用的数据主要来源于2010～2018年的《辽宁省统计年鉴》、《吉林省统计年鉴》、《黑龙江省统计年鉴》、中经网统计数据库和EPS全球统计数据／分析平台、各地级及以上城市2018年发展统计公报，个别缺失值采用几何增长法进行估算。

表1 城市韧性水平的评价指标体系

3 东北地区城市韧性水平的空间差异分析

3.1 东北地区城市韧性水平空间差异的整体性分析

通过熵值法对数据进行综合测算，可以得到2009～2018年东北地区34个地级及以上城市的韧性水平，如表2所示。

表2 城市韧性水平的综合得分

续 表

根据城市韧性水平的综合得分可知，2009～2018年间，东北地区地级及以上城市的韧性水平呈波动状态，初始年份与期末年份相比，大多数城市的韧性水平增长缓慢。这与东北地区目前的经济发展现状紧密相连。近年来，东北地区经济发展滞后，企业运转困难，形势比较严峻，降低了城市的自我调节和恢复的能力；同时，伴随着大批量的人口外流和资源型城市资源枯竭的桎梏，城市韧性水平提升缺失了根本保障，自然难以提高。

从整体上看，东北地区城市韧性水平普遍较低，且城市间存在明显的差异，城市韧性水平最高的是沈阳市，为0.1588；绥化市最低，为0.0334。这也从侧面说明了东北地区城市韧性水平发展不均衡且不同城市个体之间差异较大。根据城市韧性水平空间分布图，其空间差异存在如下特点：（1）东北地区城市韧性水平沿着哈大交通经济带向东西两侧递减，经济带内以辽宁省会城市沈阳韧性水平最为突出，哈尔滨、大连、长春韧性水平较优。省会城市及一些经济发展水平较高城市的韧性水平较高，说明这些城市社会生态系统更为健康，拥有抵御外来干扰和冲击的能力，自我修复能力有所增强；（2）辽宁省城市韧性水平高于吉林省和黑龙江省。这是由于作为我国东部沿海发达省份之一，辽宁省凭借沈阳-大连双核心发展模式推动经济较快发展；同时，经济发展又带动其他领域的发展，城市韧性水平自然较高。而吉林省和黑龙江省由于地理位置的原因，经济发展相对闭塞，属于单核心发展模式，尤其是黑龙江省作为传统农业大省，以输出粮食为主，经济结构比较单一，这样的经济水平难以满足城市韧性水平提升的需求。

根据2009～2018年东北地区34个地级及以上城市的综合韧性水平，将其划分为高度韧性、中度韧性和低度韧性3种类型，具体如表3所示。

表3 城市韧性水平的类型划分

表3显示，对于高度韧性水平的城市，其韧性水平高于0.12，省会城市是主体。其中，沈阳市得分最高，主要归因于沈阳市产业结构的多元化，经济发展稳中求进，加快培育经济增长的新动能，积极推进城市产业结构的转型升级，努力发展高端制造业和高新技术企业，促使其能够更好地应对城市发展中的各种风险挑战，增强抵御外来干扰和冲击的能力。对于中度韧性水平的城市，其韧性水平落在0.06～0.12区间内，这类城市多是资源型城市，具备一定的抵御各种风险的能力，但其灾后恢复能力偏低，一旦出现较大的灾害风险，就可能面临着瘫痪的危险，给城市系统带来难以弥补的危害。对于低度韧性水平的城市，其韧性水平全都低于0.06，这类城市多是一些资源枯竭型城市。城市发展的动力主要来源于石油、煤炭等传统资源的开发和使用，产业结构的极不合理，既难以实现经济的快速发展，同时又会在发展的过程中对生态环境带来不可逆的损害［20］。生态环境破坏，资源面临枯竭，城市系统的功能受到影响，抵御外来风险冲击的能力下降，城市韧性水平就会偏低。

3.2 东北地区城市韧性水平空间差异的子系统分析

4.2.1 城市经济韧性水平的空间差异

图1 城市韧性水平空间分布图

从城市经济韧性水平及其空间分布来看，东北地区的城市经济韧性水平整体表现出滞后性，且存在明显的空间差异。具体表现为：城市经济韧性水平沿着哈大交通经济带向东西两侧递减。哈大交通经济带凭借着优越的地理位置和丰富的自然资源，在国家政策的支持下，其经济地位越来越突出，逐渐成为东北地区经济增长的增长极和推动引擎；哈大交通经济带内不同城市的经济韧性水平也不尽相同，南部地区明显优于北部地区，并且经济韧性水平差异存在不断扩大的趋势。另外，刚性的产业结构使得传统工业城市面临着资源枯竭的境况，导致经济发展受阻［21］；但是南部地区凭借着沈阳市和大连市经济发展的辐射带动作用，维系并改善着南部地区城市经济韧性的整体水平，因此哈大交通经济带内的南北地区经济韧性水平差异越来越明显。

3.2.2 城市社会韧性水平的空间差异

从城市社会韧性水平及其空间分布来看，东北地区城市社会韧性总体水平偏低，且区域发展不协调。沈阳市得分最高，为0.2032；辽源市最低，仅为0.0064。位于哈大线、沈山线、滨州-滨绥线上的城市，其社会韧性水平较为突出。辽中南城市群、吉林中部城市群以及哈大齐工业走廊上的城市社会韧性水平明显高于其他城市，呈现出显著的地域特征。这是因为区位优势推动城市社会韧性空间分化，不同的城市个体拥有着不同的区位优势，不同的区位优势又会给城市社会带来不同的发展机遇，使得城市社会得到不同程度的发展；另外，区域发展政策与城市社会发展之间存在相互影响、相互促进的良性关系。基础较好、社会发展较快的城市容易得到区域发展政策的支持，政策的支持又会加快城市社会的发展，与其他城市逐渐分化［22］。

3.2.3 城市生态韧性水平的空间差异

从城市生态环境韧性水平及其空间分布来看，东北地区城市生态韧性平均得分是0.1112，处于中度韧性水平。沈阳市得分最高，为0.1585；绥化市最低，为0.0533。城市生态韧性空间上呈现出以沈阳、长春、哈尔滨为中心向四周递减的态势，并且在地域分布上相对紧凑，具有明显的地域特征。同时，处于中度韧性水平的城市占绝大多数，绥化市单列于低度韧性水平。东北地区在生态文明建设方面取得如此成就得益于政府、企业和市民的共同努力。对于政府而言，积极响应国家绿色发展的号召，推进绿色经济的体制机制建设，建立生态文明建设评价考核机制和生态补偿机制。对于企业而言，推进企业结构转型升级，努力发展高端装备制造业和高新技术产业。对于市民而言，倡导绿色生活方式，实施生活垃圾分类管理，开展节能减排行动，积极营造绿色社会风尚。在长期内使生态环境方面更具弹性与恢复力，从而增强城市生态环境韧性水平。

3.2.4 城市基础设施韧性水平的空间差异

从城市基础设施韧性水平及其空间分布来看，东北地区城市基础设施韧性平均得分是0.0357，处于低度韧性水平。沈阳市得分最高，为0.1590；黑河市最低，为0.0032，与城市经济韧性水平相协同，城市基础设施韧性水平沿哈大交通经济带向东西两侧递减。另外，城市基础设施韧性水平整体上还处在低度韧性水平，中高度韧性水平的城市相对较少，在空间上表现出零星散落在哈大交通经济带内。主要原因在于东北地区基础设施建设投资所占比例过小，近些年东北地区经济发展缓慢，政府公共财政收入不足，导致其城市基础设施建设落后。另外，东北地区城市基础设施建设水平落后，存在建设总量不足、建设标准不高、运行管理粗放等一系列问题，给城市基础设施转型升级带来困难，使城市基础设施建设落后于城市发展需求［23］。

图2 城市经济韧性、社会韧性、生态环境韧性与基础设施韧性空间分布

4 东北地区城市韧性水平的空间收敛性分析

在明确东北地区城市韧性水平空间差异的基础上，未来城市韧性水平的发展趋势如何，是收敛还是发散，则需要进一步检验，以推动城市韧性水平整体提升。

5.1 α收敛性检验

α收敛性检验一般采用变异系数这一指标来衡量。为了探究当前东北地区城市韧性水平的收敛性，本文对东北地区2009～2018年34个地级及以上城市韧性水平的α值进行测算，结果如表4所示。

表4 2009～2018年东北地区城市韧性水平的α值

从整体上看，东北地区城市韧性水平的α值呈上涨趋势，意味着地区间的差异越来越明显，并没有表现出α收敛。其中，辽宁省、吉林省、黑龙江省同样没有表现出收敛的迹象。主要在于东北振兴战略实施以来，推动东北地区城市整体平稳发展，但在国家政策扶持力度尚未满足东北地区整体城市发展需求之前，资源配置的趋利性和资本利用的偏好性使得优势资源集聚于东北地区相对发达的城市。资源与产业集聚促进城市发展的时滞效应又将区域城市间的差异扩大趋势呈现出来。为此，国家要继续加大东北振兴战略的实施力度，在资金、技术、人才等方面提供全方位、多环节的政策扶持；地方政府要抓住机遇，努力推进绿色发展体制机制建设，积极引导企业发展知识密集型产业，转换增长动能，实现城市可持续发展；企业要努力发展高端装备制造业和高新技术产业，加快提升技术水平，积极推进产业结构转型升级，以期通过多方共同努力提高东北地区城市韧性水平。图3更直观的反映了东北地区2009～2018年间城市韧性水平α值的变化趋势。

4.2 β收敛性检验

α收敛仅能说明城市韧性是否在此水平上趋同，却无法判断初始韧性水平较低的城市是否能够赶上初始韧性水平较高的城市韧性水平增长趋势。因此需要进一步进行β收敛性检验。通过β收敛模型，可以得出如下的回归结果，如表5所示。

图3 2009～2018年东北地区城市韧性水平α值走势图

表5 城市韧性水平的β收敛检验

从β收敛结果来看，东北地区、吉林省和黑龙江省的城市韧性水平收敛系数b值均大于0，且通过了显著性检验，说明东北地区、吉林省和黑龙江省没有表现出β收敛，而是呈现出发散的趋势，由于城市之间的异质性，表明城市韧性水平的空间差异将长期存在。辽宁省的收敛系数b值小于0，但没有通过显著性检验，说明辽宁省并没有表现出收敛或发散的迹象。主要原因在于，韧性水平较低的城市多是一些资源枯竭型城市，由于资源枯竭，主导产业发展非常缓慢甚至处于停滞状态，再加上产业结构转型升级困难，从而导致城市发展严重落后，韧性水平增长率也就远远不及其他城市。

5 研究结论

本文利用熵值法对2009～2018年东北地区34个地级及以上城市的韧性水平进行综合测算，明确其空间差异，并通过α、β收敛法实证分析了城市韧性水平的空间收敛性，研究结论如下：

（1）10年间，东北地区城市韧性水平呈波动状态，初始年份与期末年份相比，大多数城市的韧性水平增长缓慢。从空间上看，东北地区城市韧性水平沿着哈大交通经济带向东西两侧递减，经济带内以辽宁省会城市沈阳的韧性水平最为突出，其次是哈尔滨；大连、长春以及资源型城市大庆、鞍山等城市韧性水平较优；同时，辽宁省城市韧性水平整体高于吉林省和黑龙江省。依据城市韧性水平综合得分，将其划分为高度韧性、中度韧性和低度韧性三种类型，其中沈阳、大连、长春和哈尔滨属于高度韧性类型的城市；大庆、鞍山、吉林、营口属于中度韧性类型的城市，这类城市多是资源型城市；另外，东北地区大多数城市都还处于低度韧性水平。

（2）城市经济韧性水平沿着哈大交通经济带向东西两侧递减，经济带内也呈现出南高北低的态势。哈大线、沈山线、滨州-滨绥线上的城市社会韧性水平较为突出；辽中南城市群、吉林中部城市群及哈大齐工业走廊上的城市明显高于其他城市，呈现出显著的地域特征。城市生态环境韧性水平呈现出以沈阳、长春、哈尔滨为中心向四周递减的态势；城市生态环境韧性整体上处于中度韧性水平，低度韧性水平的城市仅有绥化市。城市基础设施韧性水平同样沿着哈大交通经济带向东西两侧递减；城市基础设施韧性整体上还处在低度韧性水平，中高度韧性水平的城市相对较少，在空间上表现出零星状散落在哈大交通经济带内。

（3）从α收敛结果来看，东北地区城市韧性水平整体呈现出发散趋势；黑龙江省城市韧性水平的α值在10年间变化幅度最小，辽宁省变化幅度最大。从β收敛结果来看，东北地区、吉林省和黑龙江省没有表现出β收敛，呈现出发散的趋势；辽宁省并没有表现出收敛或发散的迹象。